第1章 第2节 科学测量_用油膜法估测油酸分子的大小（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件围绕“用油膜法估测油酸分子大小”实验展开，涵盖实验器材、原理、步骤及数据处理，从分子动理论中分子尺度的理论知识出发，通过溶液配制、油膜形成与测量等操作，搭建从理论到实践的学习支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构（单分子油膜、球形分子理想化模型）和科学探究（实验步骤设计、数据处理与误差分析）为核心，结合知识辨析题强化理解，如通过判断“直接用纯油酸滴入水面是否更精确”培养科学论证能力。采用实验探究法，助力学生提升科学探究能力，教师可借助系统实验资源高效开展教学。

第2节　科学测量:用油膜法估测油酸分子的大小 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 实验器材 油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、浅水盘、坐标纸。 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 油酸是一种脂肪酸,把一滴油酸滴到平静的水面上,油酸会展开成一片油膜。油膜面积最大 且稳定时,可近似认为是单层油酸分子油膜。若把油膜分子视为球体,则单分子油膜的厚度 就近似等于分子的直径。只要测量出这一滴油酸的体积V和油膜的面积S,就可估算出油酸 分子的直径d= 。 知识点 1 知识点 2 实验原理与设计 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 1.用滴管(或注射器)将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内溶液增加 一定体积(如1 mL)时的滴数,由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积 。 2.向浅水盘内倒入清水,在水面上轻轻而均匀地撒一层爽身粉。用滴管在其上滴一滴油酸酒 精溶液,待油层不再扩散、形状稳定时,就近似形成了单分子油膜。 知识点 1 知识点 3 实验步骤 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 3.将玻璃片盖在浅水盘上,用笔将油膜的轮廓描绘在玻璃片上。 4.将描有油膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上,算出油膜的面积S。求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,数出轮廓内正方形的个数(不足半个的舍去,多于半个的算一个)。 5.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V。根据油酸的体积V和油膜的面 积S算出油酸分子的直径。 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 1.单层分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等。 (　    ) 2.在做用油膜法估测油酸分子大小的实验时,直接用纯油酸滴在水面上,所测得的油酸分子直 径更精确些。 (　    ) 由于油酸酒精溶液中的酒精易溶于水,能有效形成单层油酸分子薄膜,所以用油酸酒精溶液的效果比直接用纯油酸更精确些。 3.用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的溶液至1 mL,记下滴数n,则1滴溶液含纯油酸的体积V =  mL。 (　    ) 因为油酸酒精溶液不是纯油酸,所以1滴溶液含纯油酸的体积V=体积浓度×  mL。 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 √ ✕ ✕ 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 4.撒爽身粉(或细石膏粉)的用处是便于观察所形成的油膜的轮廓。 (　    ) 5.若撒入水中的爽身粉太多,会使油酸未完全散开,从而使测出的分子直径偏小。 (　    ) 油酸未完全散开,则油膜面积S偏小,由d= 可知,测出的分子直径d偏大。 √ ✕ 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 疑难 情境破 疑难1 实验原理与操作 讲解分析 1.思想方法 “油膜法”估测分子直径是物理学中常用的一种将微小的不易测量的物理量转化为明显的 易于测量的物理量的测量方法,这是一种非常重要的科学研究方法。 2.实验注意事项 (1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置,以免改变浓度而使实验误差增大。 (2)从盘的中央加爽身粉,使粉自动扩散均匀。 (3)注射器针头高出水面的高度应为1 cm之内,当针头离水面很近(油酸未滴下)时,会发现针 头下方的粉层已被排开,是针头中酒精挥发所致,不影响实验效果。 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 (4)实验之前要训练好滴法。 (5)待测油酸扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓。扩散后又收缩有两个原因:第一,水面受油 酸滴的冲击凹陷后又恢复;第二,酒精挥发后液面收缩。 (6)当重做实验时,水从盘的一侧边缘倒出,在这一侧边缘会残留少许油酸,可用少量酒精清洗, 并用脱脂棉擦去,再用清水冲洗,这样可保持盘的清洁。 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 　　如图所示是实验中描绘出的油酸膜的轮廓,利用该轮廓结合油酸的体积,我们可以得出 油酸分子的直径。 情境探究 疑难2 数据处理与误差分析 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 问题1 如何测出1滴纯油酸的体积V? 提示    设n滴油酸酒精溶液的体积是1 mL,则每1滴油酸酒精溶液的体积是  mL,事先知道配 制溶液的比例是 ,则1滴溶液中的纯油酸体积V= ·  mL。 提示 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 问题2 如何测量水面上漂浮的油膜的面积? 提示    以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内的正方形个数,不足半个的舍去, 多于半个的算一个,如图所示。 提示 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 问题3 油酸分子的形状真的是球形的吗?排列时会一个紧挨一个吗? 提示    实际上分子的结构复杂,分子间有间隙,认为分子是球形且一个紧挨一个排列,是一种 理想化模型,是对问题的简化处理。 提示 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 1.数据处理 (1)1滴油酸酒精溶液的平均体积: = 。 (2)1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积:V= ×油酸酒精溶液的体积浓度。   (3)油膜的面积S=n×1 cm2。(n为有效格数,小方格的边长为1 cm) (4)油酸分子直径d= 。(代入数据时注意统一单位) 2.误差来源 (1)偶然误差 ①实验时油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差。 讲解分析 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 ②实验时1滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差。 ③实验时采用“互补法”(即不足半个舍去,多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际 的油膜面积间存在偏差。 (2)系统误差 　　实验时爽身粉和油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单层分子纯油酸 层”间存在偏差。 第1章　分子动理论与气体实验定律 高中同步 $